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Dokumentenidentifikation DE4105871A1 27.08.1992
Titel Elektronenkonverter für die Bestrahlung empfindlicher Proben
Anmelder Schulze, Dieter, Dr., O-7126 Mölkau, DE;
Kupsch, Hermann, Dr., O-7031 Leipzig, DE
Erfinder Schulze, Dieter, Dr., O-7126 Mölkau, DE;
Kupsch, Hermann, Dr., O-7031 Leipzig, DE
DE-Anmeldedatum 25.02.1991
DE-Aktenzeichen 4105871
Offenlegungstag 27.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.08.1992
IPC-Hauptklasse G21K 5/00
IPC-Nebenklasse H05H 6/00   G21G 1/12   G01N 23/22   
IPC additional class // G21H 5/02  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Elektronenkonverter, d. h. eine Kombination aus Bremsstrahlungstarget und Moderator zur Konversion hochbeschleunigter Elektronen in Bremsstrahlung und vollständiges Abstoppen der nichtkonvertierten Elektronen, für die Bestrahlung empfindlicher Proben (biologisches Material, organische Substanzen, Kryotargets), mit dem die Voraussetzungen für eine effektivere Nutzung des gesamten Bremsstrahlspektrums gegeben sind. Als Moderator wird ein dünnwandiger, mit einer chemischen Verbindung gefüllter Behälter aus Aluminium oder Graphit eingesetzt, wobei die chemische Verbindung Elemente enthält, die unter den Einsatzbedingungen des Elektronenkonverters Radionuklide bilden, z. B. NaCl, KI, AlCl3 oder CCl4.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Elektronenkonverter, d. h. eine Kombination aus Bremsstrahlungstarget und Moderator zur Konversion hochbeschleunigter Elektronen in Bremsstrahlung und vollständiges Abstoppen der nichtkonvertierten Elektronen, für die Bestrahlung empfindlicher Proben (biologisches Material, organische Substanzen, Kyrotargets), mit dem die Voraussetzungen für eine effektivere Nutzung des gesamten Bremsstrahlspektrums gegeben sind.

Für die Herstellung bestimmter Radionuklide werden auch Photokernreaktionen genutzt (Z. Randa et al., Jaderna Energie 34 (1988) 365). Die Erzeugung der Bremsstrahlung als Voraussetzung für die Auslösung solcher Photokernreaktionen erfolgt durch Konversion hochbeschleunigter Elektronen an sogenannten Bremsstrahltargets. Dabei handelt es sich um Elemente höherer Ordnungszahl, wie z. B. Wolfram, Tantal, Gold. Die Ausbeute an Bremsstrahlung wird durch die Dicke des Targets bestimmt (A. Brynjolfsson, T. G. Martin, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 22 (1971) 29).

Wenn empfindliche Proben, z. B. biologisches Material, organische Substanzen oder Kryotargets, zu bestrahlen sind, ist es unabdingbar, alle nichtkonvertierten Elektronen in einem vor der zu bestrahlenden Probe angeordneten Moderator abzustoppen. Diese Moderatoren bestehen üblicherweise aus Aluminium oder Graphit (B. Nordell, U. Wagenbach, E. L. Sattler, Ind. J. Appl. Radiat. Isot. 33 (1982) 183). Die Kombination aus Bremsstrahltarget und Moderator wird als Elektronenstrahlkonverter bezeichnet.

Der Nachteil der bekannten Konverter besteht in der unvollständigen Nutzung des Bremsstrahlspektrums.

Das Ziel der Erfindung ist die effektivere Nutzung des Bremsstrahlspektrums im Falle von Elektronenkonvertern für die Bestrahlung empfindlicher Proben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Aufbau des Elektronenkonverters anzugeben, der die bessere Nutzung des Bremsstrahlspektrums ermöglicht.

Der erfindungsgemäße Elektronenkonverter besteht aus einem üblichen Bremsstrahltarget und einem Moderator und ist dadurch gekennzeichnet, daß als Moderator ein dünnwandiger, mit einer chemischen Verbindung gefüllter Behälter aus Aluminium oder Graphit eingesetzt ist, wobei die chemische Verbindung Elemente enthält, die unter den Einsatzbedingungen des Elektronenkonverters Radionuklide bilden.

Generell können alle festen, flüssigen oder gasförmigen Verbindungen als Moderatoren eingesetzt werden, die unter den Bedingungen der Bestrahlung empfindlicher Proben mit elektronenfreier Bremsstrahlung Radionuklide ergeben, dabei aber keine Kontaminierung der Umgebung, z. B. durch Verflüchtigung, Abgabe gasförmiger Produkte usw. verursachen. Als geeignete chemische Verbindungen kommen z. B. die Halogenide von Natrium, Kalium, Aluminium und Kohlenstoff, vor allem NaCl, KI, AlCl&sub3; und CCl&sub4;, in Frage.

Die Abmessungen des Behälters sowie die Menge der eingesetzten chemischen Verbindung hängen einerseits von den gegebenen Bedingungen am Elektronenbeschleuniger als auch von der Energie der zu moderierenden Elektronen ab. Die erzeugten Radionuklide können entweder in Form der bestrahlten Verbindung oder nach ihrer Abtrennung als Präparate z. B. in der Nuklearmedizin oder in der Technik eingesetzt werden.

Die Erfindung erlaubt somit die vollständige Nutzung des Bremsstrahlspektrums, wenn für die Bestrahlung von empfindlichen Proben zum Zwecke einer Aktivierungsanalyse oder einer Präparateproduktion ein elektronenfreies Bremsstrahlspektrum benötigt wird.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Zur Bestrahlung eines Kryotargets ist ein elektronenfreies Bremsstrahlspektrum erforderlich. Zur Konversion des Elektronenstrahls mit einer Energie von 22 MeV wird ein 2 mm dickes Wolframtarget eingesetzt. Als Moderator dient eine Aluminiumküvette (Durchmesser 10 mm, Länge 30 mm), die mit 5 g NaCl (Dichte 2,16 g/cm³) gefüllt ist. Dieser Moderator garantiert ein elektronenfreies Bremsstrahlspektrum. Außerdem wird aber bei einem mittleren Photonenfluß von 10¹¹ cm-2s-1 und einer Bestrahlungszeit von 5 Stunden eine Cl-34-m-Aktivität von 470 MBq gebildet. Nach Beendigung der Bestrahlung wird das Salz gelöst und das Na-22 abgetrennt. Die Chlor-Aktivität kann zur Verarbeitung von Aufgabenstellungen der technischen bzw. medizinischen Diagnostik eingesetzt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektronenkonverter für die Bestrahlung empfindlicher Proben, bestehend aus einem Bremsstrahltarget und einem Moderator, dadurch gekennzeichnet, daß als Moderator ein dünnwandiger, mit einer chemischen Verbindung gefüllter Behälter aus Aluminium oder Graphit eingesetzt ist, wobei die chemische Verbindung Elemente enthält, die unter den Einsatzbedingungen des Elektronenkonverters Radionuklide bilden.
  2. 2. Elektronenkonverter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als chemische Verbindungen Halogenide von Natrium, Kalium, Aluminium oder Kohlenstoff eingesetzt werden.
  3. 3. Elektronenkonverter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als chemische Verbindungen NaCl, KI, AlCl&sub3; oder CCl&sub4; eingesetzt werden.






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